C’est la synergie de 2 technologies :
La fabrication additive et la métallurgie des poudres.
Le terme « PIM-like » correspond au fait que la technologie d’impression ressemble à celle de la technologie PIM « Powder Injection Molding » à la place d’une mise en forme par injection pour le PIM, la mise en forme est réalisée par impression pour la technologie PIM like. La matière première est une matière composite (Poudre métallique ou céramique + polymère) sous forme de granulés ou de filaments. L’impression PIM-like se fait grâce aux propriétés de la matrice polymère qui sert de vecteur pour la mise en forme. Les poudres se retrouvent alors emprisonnées dans la matrice polymère avec un taux de charge variant de 70 à 85% en masse. Par conséquent, les poudres métalliques ou céramiques ne vont pas directement fusionner entre elles, à contrario, des procédés d’impression direct avec fusion, où un faisceau laser ou d’électron va fusionner la poudre.
Les procédés d’impression 3D impriment donc une pièce intermédiaire dite verte qui sera un composite polymère lié avec des poudres métalliques ou céramiques.
Ce composite sera manipulable mais fragile après impression.
Il y aura donc des étapes de post-traitements pour obtenir une pièce 100% métalliques ou 100% céramiques.
Il faudra donc enlever le polymère ou le liant par une première étape de déliantage et ensuite il faudra densifier la pièce par une seconde étape de frittage.
Le procédé de frittage consiste en la montée en température de la pièce dans un four adapté à une température en dessous de celle de la fusion et par diffusion de la chaleur, les grains de matière vont se souder les uns par rapport aux autres pour former une pièce dense métallique ou céramique.
Il existe de nombreux procédés d’impression 3D indirecte répartis en 4 familles :
- On retrouve les technologies filamentaires avec des filaments polymères fortement chargés en poudres métalliques ou céramiques. Communément appelé FDM
- Des procédés d’extrusion avec des granulés polymères appelés feedstocks (composites de polymères avec des charges à l’intérieur)
- Les procédés lit de poudre utilisant une cartouche d’impression de résine pour coller aux endroits désirés les grains de poudre entre eux. Communément appelé « binder jetting »
- Enfin, des procédés de stéréolithographie qui vont utiliser des pâtes chargées en poudres métalliques et céramiques.
Et pour chacune de ces techniques, après impression, il faudra délianter et fritter ces pièces pour obtenir la pièce finale.
En pièce jointe, le support de présentation sur les étapes de déliantage et de frittage expliqué lors du séminaire du 25/03/2021.
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